Меню

Как посчитать литраж бурового насоса

Расчет бурового насоса

Выбор типа и числа буровых насосов производится на основании расчётов расхода и гидравлических потерь давления в циркуляционной системе для бурения заданной скважины. Если расчётные данные ниже параметров комплектующего насоса буровой установки, то он пригоден для бурения проектируемой скважины. Если расчетные данные выше, то насос следует подбирать по его параметрам.

Расчет гидравлической мощности насоса см. здесь .

Теоретическая подача поршневого двухцилиндрового насоса двойного действия

(12.150)

(12.151)

В приведенных формулах: F — площадь поперечного сечения поршня (или плунжера), м2; ƒ — площадь сечения штока, м2; n — число двойных ходов (частота вращения коленчатого вала насоса), мин-1; S — ход поршня или плунжера, м; m — число плунжеров.

Действительная (фактическая) подача насоса

где η0=0,85-0,95 -объемный к.п.д. насоса, учитывающий утечки жидкости через зазоры в уплотнителях клапанов, поршней, штоков, наличие воздуха или газа в скважине и др.

Максимальное усилие, действующее на поршень при сжатии, определяется по формуле:

(12.153)

где k= 1,15-1,2 -коэффициент запаса, учитывающий вероятность превышения давления в случае несработки предохранительного клапана насоса; Рн(max) — максимальное возможное давление насоса. МПа; F — площадь поршня (м2), при которой развивается максимальное давление; ηуг=0,96-0,98 — коэффициент уплотнения штока и поршня.

Напряжения сжатия в теле штока определяется из уравнения:

(12.154)

Запас прочности на сжатие по пределу текучести:

(12.155)

После расчета на сжатие и растяжение штоки бурового насоса рассчитывают на продольную устойчивость по критическим напряжениям. С этой целью определяется гибкость штока:

(12.156)

где l — длина штока; i — радиус инерции сечения штока

(12.157)

Обычно λ≥105. При гибкости λ формулах (12.150) и ( 12.154 ).

Примем для поршневого насоса двухстороннего действия число камер k=4, формула (12.154) будет иметь вид:

(12.162)

Для трехпоршневых насосов ( при k=3) одностороннего действия

(12.163)

При расчете диаметра плунжера

(12.164)

Расчетное значение D округляют до ближайшего по ряду диаметров плунжеров, после чего уточняют ход плунжера.

В формуле (12.157): z — число цилиндров насоса; η’0=0,85-0,95 — объемный к.п.д. насоса.

Значения ks выбирают в зависимости от частоты вращения коренного вала насоса

Источник статьи: http://www.drillings.ru/burnas2

Объем скважины и его расчет — по формуле и онлайн

Скважина — это отверстие в земле в виде цилиндра, который имеет большую длину и незначительный диаметр. Объем скважины определяется для того, чтобы:

Обьем скважины и его расчет

Задача всех водозаборных скважин — с помощью специального оборудования поднимать воду с глубин и доставлять в колонку или в дом.

  • заранее узнать, сколько воды в единицу времени можно получить. Это дебит источника.
  • расчет позволяет понять, сколько грунта будет извлечено при ее возведении.

Чтобы вычислить объем скважины, расчет может выполняться по следующей формуле:

здесь V – это объем скважины;

D – полезный (внутренний) диаметр обсадной трубы;

L – длина обсадной трубы/глубина погружения установки.

Перед тем как рассчитать объем скважины по этой формуле, учтите следующее:

  • Значение диаметра пересчитывают в метры.
  • Длину обсадной трубы определяют в метрах, суммируя длину всех звеньев (кроме выступающей части).
  • Объем в куб. метрах, исходя из внутреннего диаметра обсадной трубы

Если скважина имеет участки разных размеров, диаметр уменьшается с глубиной, то нужно найти общий объем, рассчитав емкость каждого интервала и сложив:

здесь Va, Vb, Vc — объемы разных участков.

Еще один вариант вычисления — использовать наш онлайн-калькулятор, который поможет быстро рассчитать объем скважины.

Калькулятор объема скважины онлайн

  • Диаметр. Зависит от типа и габаритов насоса, его конструкции.
  • Глубина. Зависит от объема/чистоты воды, мощности насоса.

На объем скважины еще влияет окружность обсадной трубы. Поскольку труба может быть выполнена из разных материалов, сечение у каждой отличается. Труба подбирается, прежде всего, по финансовым возможностям и может быть из стали, пластика или асбестобетона. В нашей компании мы используем только металлические трубы.

Пример расчета объема скважины

К примеру, есть небольшое хозяйство с участком, где глубина залегания грунтовых вод до 50 м. В этом случае уместно использовать шахту диаметром 100 мм и погружной насос достаточной мощности. Применяем формулу V=0,785*D 2 *L и получаем расчет объема скважины 0,785*0,100 2 *50 = 0,3925 м 3

Кроме того, можно рассчитать и истинный напор воды. Для этого объем умножается на расход. При этом полезно учитывать поправочные коэффициенты, которые зависят от структуры воды, вида почвы, ее загрязненности и т.п.

Видео о способе расчета дебита (производительности) скважины

Источник статьи: http://skvagina.ru/blog/obyem-skvazhiny-i-ego-raschet-po-formule-i-online/

Буровой насос: расчет, технические характеристики

РАСЧЕТ ПОДАЧИ БУРОВОГО НАСОСА УНБ-600

1. Определение расхода промывочной жидкости из условия выноса шлама при минимальном наружном диаметре труб бурильной колонны:

где Q – расход промывочной жидкости (минимальная подача буровых насосов), м3/с;

dn – наружный диаметр ТБПВ, м;

Vкр – скорость в кольцевом пространстве (скорость витания), м/с.

Критическая скорость находится в сложной зависимости от параметров

Vкр= ,

где dэ – диаметр шара, эквивалентного частице по объему, м;

ν – кинематическая вязкость бурового раствора, м 2 /с;

На практике в большинстве случаев рекомендуется принимать Vкр =0,4÷0,6 м/с.

2. Определение расхода промывочной жидкости из условия очистки забоя скважины:

где а – коэффициент, учитывающий турбинный способ бурения, а = 0,065.

3. Выбор диаметра втулок и определение подачи насоса.

По наибольшему значению Q = 0,0346 м3/с = 34 л/с выбираем диаметр втулок буровых насосов (из табл. 10.1). На практике часто из двух установленных насосов используют один, а другой находится в резерве. Однако если гидравлическая часть насосов будет надежной, то для подвода большей гидравлической мощности к долоту, обеспечивая Q>0,0346 м3/с, целесообразно применять оба насоса. В данной работе расчеты проведены при работе одного насоса.

Принимаем диаметр втулок 190 мм и определяем подачу одного насоса (n=1) при коэффициенте наполнения m = 0,9 по формуле:

Q = n * m * Qн, где Qн – подача насоса при данном диаметре втулок, м3/с.

Q = 1,0 * 0,9 * 0,0352 = 0,032 м3/с

Найденная подача приемлема, так как она не меньше подач, полученных выше. Тогда минимальная скорость жидкости в кольцевом канале за ТБПВ:

Характеристики бурового насоса УНБ-600

Диаметр поршнямм Предельное давление на выходе из насоса, Мпа (кгс/см2) Подача идеальная л/с, при частоте ходов поршня в минуту
10,0 (100) 51,9 47,9 39,9 31,9 23,9 16,0 8,0 0,798
11,5 (115) 45,7 42,2 35,2 27,7 21,1 14,1 7,0 0,703
12,5 (125) 42,0 38,8 32,3 25,8 19,4 12,9 6,5 0,646
14,5 (145) 36,0 33,2 27,7 22,2 16,6 11,0 5,5 0,554
16,5 (165) 31,5 29,1 24,2 18,4 14,4 9,7 4,8 0,485
19,0 (190) 27,5 25,4 21,2 16,9 12,7 8,6 4,3 0,429
22,5 (225) 23,3 21,5 17,9 14,3 10,7 7,2 3,6 0,358
25,0 (250) 19,7 18,9 15,2 12,1 9,1 6,1 3,0 0,303

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Иогансен К.В. Спутник буровика: Справочник. 3-е изд., перераб. и доп. М.: Недра, 1990.

2. Геолого-технологические исследования скважин / Л. М. Чекалин, А. С. Моисеенко, А. Ф. Шакиров и др. М.: Недра, 1993. 120с.

3. Геолого-технологические исследования в процессе бурения. РД 39-0147716-102-87. Уфа:ВНИИнефтепромгеофизика, 1987

4. Методические указания для практических работ по профессиональному модулю «Проведение буровых работ в соответствии с технологическим регламентом»

5. Мительман Б.И. «Справочник по гидравлическим расчетам в бурении»

Устройство и принцип работы буровых насосов

Буровые насосы — циркуляционное оборудование монтируемое на буровые установки, посредством которого обеспечивается подача и откачка бурового раствора из разрабатываемой скважины. Без использования таких насосов бурение будет невыполнимым из-за массивного загрязнения скважины и постоянных обвалов ее стенок.

В данной статье рассмотрен принцип работы, устройство и технические характеристики буровых насосов. Мы изучим рынок на предмет наиболее распространенных моделей данного оборудования и представим рекомендации по его выбору.

1 Конструктивное устройство и принцип работы

Буровой насос обеспечивает подачу и циркуляцию раствора в скважине, который в свою очередь поднимает шлам (разбуриваемую породу) на ее поверхность, тем самым очищая дно забоя. В зависимости от конструктивного исполнения все агрегаты делятся на 2-ух и 3-ех поршневые. В современной буровой промышленности повсеместно эксплуатируются насосы на 3 поршня, так как они имеют значительное преимущество в производительности и равномерности напора подачи.

Типовая конструкция бурового насоса состоит из двух зафиксированных на общей раме частей — механической и гидравлической. Механическая часть состоит из таких узлов как распределительный блок, редуктор, кривошипный механизм, приводной шкив, мотор и трансмиссионный вал. Гидравлическая оснастка представлена блоком из 2-ух либо 3-ех клапанов, цилиндропоршневой группы, компенсатора давления, предохранительного клапана и блока охлаждения.

Читайте также:  Насос нсб 130 неисправности

Процесс работ оборудования состоит из трех этапов:

  1. От мотора к валу через трансмиссию поступает вращательное движение.
  2. В механической части бурового насоса кривошипное устройство и система шатунов преобразуют вращательный момент в возвратно-поступательное движение.
  3. Перемещающийся внутри цилиндра поршень создает зону пониженного давления, в которую засасывается буровой раствора, после чего повышается давление внутри подающего трубопровода, клапан подачи открывается и раствор выталкивается из цилиндра.

Схема типовой компоновки бурового насоса

Производительность современных агрегатов поршневого типа варьируется в диапазоне 50-1500 л/мин. При этом они обеспечивают равномерную подачу раствора, не зависимо от рабочего напора. Среди преимуществ поршневого оборудования — возможность работы с жидкостями повышенной вязкости, содержащими крупные механические примеси.

Помимо поршневых агрегатов, в которых вытеснитель имеет дисковидную форму, также существуют плунжерные насосы, устройство которых предусматривает наличие внешнего сальника. Такое оборудование классифицируется как насос простого действия — в течение одного вращательного оборота вала всасывание и подача рабочей среды происходит 1 раз, тогда как в поршневой технике — два раза. Ввиду меньшей производительности плунжерные агрегаты распространены крайне слабо.
к меню ↑

1.1 Какая технология подключения и запуска бурового насоса? (видео)

1.2 Эксплуатационные требования к оборудованию

Буровые насосы применяются в сфере нефтегазодобывающей промышленности и строительстве (бурение скважин под сваи, укрепление рельефа), что предполагает их использование в достаточно жестких условиях эксплуатации. Основным нормативным стандартом, в котором приведены требования к данному оборудованию, является ГОСТ №6031-81, согласно которому насос должен соответствовать следующим критериям:

  • быть надежным и долговечным, безопасным в работе на предельных нагрузках;
  • иметь возможность установки с левым и правым расположением двигателя;
  • конструкция должна быть сборной, что облегчает транспортировку крупногабаритного оборудования на большие расстояния;
  • давление подачи жидкости должно регулироваться в широком диапазоне, но при этом крайне важным является сохранение одинакового напора жидкости при любом объеме подачи, так как пульсации значительно усложняют бурение, являясь причиной обвала стенок скважины;
  • обязательно наличие на всасывающем и подающем патрубке механических фильтром, удаляющих из раствора особо крупные механические примеси;
  • все узлы агрегата, взаимодействующие с подающимся с раствором, должны быть износоустойчивыми, также необходима возможность оперативной замены вышедших из строя деталей.

Отметим, что наиболее подверженной износу частью конструкции является клапан бурового насоса, основная задача которого — ограничение пространства рабочего цилиндра от зоны всасывания жидкости либо ее подачи, что обеспечивает одностороннее движение перекачиваемого потока. Это один из ключевых узлов конструкции, износ которого сказывается на общей работоспособности оборудования.

2 Обзор распространенных моделей

Основными производителями оборудования данного класса в России являются компании «УралМаш» и «НефТехМаш» . Среди распространенных моделей насосных установок выделим:

Рассмотрим каждый из представленных агрегатов подробнее.
к меню ↑

2.1 Буровой агрегат НБ 50

НБ-50 является двухцилиндровым оборудованием горизонтального типа. Агрегат ориентирован на эксплуатацию в разведочном и структурно-поисковом бурении нефтегазовых скважин. Также данная модель широко используется для работы с неагрессивными жидкостями в сфере пищевой и химической промышленности.

Характерной особенностью НБ-50 является наличие встроенного компенсатора давления, обеспечивающего отсутствие проблем с перепадами напора. Это надежное, выносливое и простое в обслуживании оборудование, обладающее неплохими техническими характеристиками:

  • мощность — 50 кВт;
  • ход поршня — 160 мм;
  • количество ходов в минуту — 105 шт;
  • высота всасывания — 3 м;
  • диаметры патрубков: подачи — 50 мм, всасывания — 113 мм.

Стоимость данной модели на вторичном рынке начинается с 250 тыс. рублей.
к меню ↑

2.2 Буровой агрегат F 1300

F1300 — крупногабаритный трехцилиндровый агрегат с увеличенной длиной хода, отличающийся повышенной мощностью всасывания и подачи. Насос был разработан американской компанией LTV более 20 лет назад, по патентам которой ведется его производство в России.

Среди конструктивных особенностей данной модели выделим использование шевронной зубчатой передачи, оснастку литым коленчатым валом из легированной стали, а также наличие встроенного подъемного устройства для удобной замены вкладышей рамы. Благодаря эффективной системе смазки F1300 может эксплуатироваться в условиях непрерывной работы, при этом устройство агрегата предполагает комбинирование двух систем смазки — принудительной и смазки разбрызгиванием.

Рассмотрим технические характеристики данной модели:

  • мощность — 970 кВт;
  • ход поршня — 304.5 мм;
  • количество ходов в минуту — 120 шт;
  • высота всасывания — 9 м;
  • диаметры патрубков: подачи — 102 мм, всасывания — 203 мм.

Также отметим буровой насос F1600 — модернизированную версию модели F1300. В нем мощность привода увеличена до 1194 кВт, патрубок всасывания расширен до 304.8 м, патрубок подачи — до 127 мм, что в целом обеспечивает на 20-30% большую производительность установки.
к меню ↑

2.3 Буровой агрегат УНБТ-950

Как и агрегаты серии F, насос УНБТ-950 предназначен для эксплуатации на глубоких нефтегазодобывающих скважинах. Это трехпоршневое устройство одностороннего действия с принудительной системой смазки — масло подается непосредственно в картер, за его перекачку отвечает вспомогательный шестеренный насос.

УНБТ-950 разработан советскими инженерами в 1981 году, на его основе за 30 лет эксплуатации было произведено множество модификаций — НБТ-1000, НБТ-750, НБТ 600 и НБТ 475. Данная модель обладает неплохими и по меркам современных аналогов характеристиками:

  • мощность — 1000 кВт;
  • ход поршня — 290 мм;
  • количество ходов в минуту — 120 шт;
  • высота всасывания — 7 м;
  • диаметры патрубков: подачи — 95 мм, всасывания — 200 мм.

На вторичном рынке УНБТ-950 в хорошем состоянии можно купить за 3-3.4 млн рублей.

2.4 Какие особенности выбора и расчет бурового насоса?

Существует три основных группы критериев, которые необходимо учитывать при выборе насосного оборудования для бурения:

  1. Конструктивные и технологические требования к агрегату;
  2. Характеристики перекачиваемого раствора (вязкость, густота, содержание твердых частиц);
  3. Требуемые расчетные параметры.

К перечню расчетных параметров относятся такие характеристики как производительность агрегата (объем подачи — Q), напор (Н) и потребляемая мощность привода.

Расход для любых насосов поршневого типа можно высчитать по формуле Q = S*D*k*kv, где:

  • S — площадь поперечного сечения поршня;
  • D — длина хода поршня;
  • k — скорость вращения вала (об/мин);
  • kv — коэфф. полезного действия.

Напор агрегата определяется по формуле: H = (d1-d2)/(f*g)+V+p, в которой:

  • d1 — давление жидкости в заборной емкости, d2 — в приемной;
  • f — плотность жидкости;
  • g — ускорение свободного падения при заданной плотности;
  • V — высота всасывания раствора;
  • p — потери напора.

Техническая характеристика бурового насоса У8-6МА2

На буровых и нефтедобывающих предприятиях насосные установки являются одним из основных видов оборудования, надежная работа которого обеспечивает непрерывность технологического процесса.

Насосное оборудование используют для перекачки жидкостей с разными физико-химическими свойствами (кислот, щелочей в широком диапазоне концентраций, органических продуктов, сжиженных газов и тому подобное) при различных температурах.

Насос буровой У8-6МА2 — двухпоршневой насос двойного действия, предназначен для нагнетания промывочной жидкости под давлением в скважину при геологоразведочном и эксплуатационном бурении, а также для перекачки бурового и других растворов для хозяйственных нужд и других целей (например, перекачка раствора цементировочным агрегатом при цементации). Насос подает промывочную жидкость через колонну бурильных труб на забой скважины для охлаждения долота и выноса разрушенной долотом породы, а также передачи энергии потока промывочной жидкости забойному двигателю и связанному с ним долоту. В качестве промывочной жидкости применяется вода или глинистый раствор с наличием нефти, щелочи, соды и других компонентов.

Технические характеристики насоса бурового представлены в таблице 2.1.

Таблица 2.1 – Техническая характеристика насоса У8-6М2А

Наибольшая нагрузка на шток, Н

Частота вращения трансмиссионного вала, мин -1

Масса насоса без шкива, кг

Рабочие гидравлические параметра насоса У8-6МА2 представлены в таблице 2.2.

Таблица 2.2 – Гидравлические параметры насоса У8-6МА2

Маркировка насоса У8-6М2А
Наибольшая полезная мощность, кВт 500
Приводная мощность, кВт 585
Диаметр поршня, мм 130-200
Число цилиндров, шт 2
Продолжение таблицы 2.1
Число камер, шт 4
Число двойных ходов в мин 66
Длина поршня, мм 400
Диаметр втулок, мм 130-200
Диаметр штока, мм 70
Подача насоса, л/с – наибольшая – наименьшая 51,6 19,7
Горизонтальный двухпоршневой двойного действия
Диаметр поршня, мм Наибольшая объемная подача, м 3 /час (л/сек) Наибольшее давление на выходе, МПа
200 184 (51,0) 10,0 (100)
190 164 (45,7) 11,5 (115)
180 151 (42,0) 12,5 (125)
170 130 (36,0) 14,5 (145)
160 113 (31,5) 16,5 (165)
150 99 (27,5) 19,0 (190)
140 84 (23,3) 22,5 (225)
130 71 (19,7) 25,0 (250)

Конструкция и принцип работы бурового насоса У68-6МА2

Общий вид насоса У8-6МА2 показан на рисунке 2.1.

Рисунок 2.1 – Общий вид насоса У8-6МА2

Буровой насос состоит из двух гидравлических коробок 2, приемной коробки 1 и приемного коллектора, нагнетательного тройника 4, предохранительного клапана 3, компенсатора 5 и приводной части 6. Приводная часть и гидравлические коробки прочно соединены между собой и укреплены на сварной раме-салазках.

Гидравлическая часть насоса, рисунок 2.2, состоит из двух коробок 3, прочно соединенных с корпусом 7.

Рисунок 2.2 – Гидравлическая часть бурового насоса У8-6МА2

Снизу к ним крепится приемная коробка 1 с компенсатором, а сверху нагнетательный тройник 5, к которому крепится компенсатор и предохранительный клапан 4. Гидравлические коробки и нагнетательный тройник , изготовлены из литой легированной стали, вместе с четырьмя клапанными коробками рассчитаны на высокое давление, возникающее во время работы. В нижних клапанных коробках установлены всасывающие, а в верхних – нагнетательные клапаны 6. В цилиндрические горизонтальные расточки гидравлических коробок установлены и закреплены с помощью шпилек, гаек и стаканов две съемные цилиндрические втулки 10, в которых двигаются поршни 9.

Уплотнение штока осуществляется грундбуксой 8. В зависимости от необходимого давления и подачи определяется внутренний диаметр втулок. Наружные размеры всех цилиндровых втулок, а также конструкция всех клапанов для всех насосов одинаковы.

Цилиндровые втулки, клапаны, седла клапанов и штоки – быстроизнашивающиеся съемные детали, стойкость которых определяет работоспособность насоса. Для предотвращения просачивания раствора между наружной наружной поверхностью втулки и расточкой в гидравлической коробке установлено манжетное уплотнение, состоящее из распорного кольца, нажимного кольца и манжета. Уплотнение штока осуществляется специальной гайкой 8.

Конструкция клапана дана на рисунке 2.3. Клапан насоса с уплотняющим кольцом ромбовидной формы обеспечивает долговечность и работу при высоких давлениях. Уплотняющая поверхность коническая с углом наклона 30-45°.

Рисунок 2.3 – Клапан насоса

1 – седло; 2 – тарель со штоком;, 3 – уплотнение тарели; 4 – элемент крепления; 5 – пружины

Кривошипный вал, рисунок 2.4, состоит из цилиндрического вала 15 и посаженного на него эксцентрикового вала 9. Эксцентриковый вал выполнен из литой стали из двух половин, сваренных встык по бочке, на которую после обработки насаживается бандаж из кованной легированной стали для зубчатого венца 8.

Рисунок 2.4 – Приводная часть бурового насоса У8-6МА2

Кривошипный вал опирается на конические роликоподшипники 6, посаженные на стакан 3, установленные в расточки, выполненные в корпусе 1 и крышке 10 станины насоса. Наружные кольца подшипников 6 удерживаются от продольного перемещения торцевыми крышками 4, крепящиеся болтами к торцам стаканов. Внутренние кольца подшипников 6 через шайбы 5 крепятся болтами 5 к торцу вала.

Оптимальные режимы бурения обеспечиваются установкой сменных цилиндровых втулок и поршней одного из типоразмеров от 130 до 2000 мм и регулированием числа ходов поршня бурового насоса.

Разрез насоса представлен на рисунке 2.5.

Рисунок 2.5 – Разрез насоса

Дата добавления: 2019-07-15 ; просмотров: 144 ; ЗАКАЗАТЬ РАБОТУ

Буровые насосы

ИА Neftegaz.RU. Буровые насосы применяются на бурильных установках для обеспечения циркуляции буровых растворов при бурении скважин.

Под обеспечением циркуляции понимается совокупность следующих процессов:

нагнетание бурового раствора в скважину,

поддержание выбуренной породы во взвешенном состоянии,

очистка ствола шахты и забоя от шлама,

охлаждение долота в процессе бурения.

Как в самом общем виде представить работу бурового насоса?

1 стадия – через трансмиссию двигателя к валу передается вращательное движение

2 стадия – побочные механизмы (шатуны, крейцкопф, кривошипное устройство и др.) преобразуют вращательное движение вала в возвратно-поступательное

3 стадия – поршень в процессе движения в цилиндре формирует область давления, в которую всасывается буровая жидкость (далее при повышении давления в трубопроводе закрытый до этого всасывающий клапан открывается, и раствор выходит).

Буровые насосы бывают двух типов:

Трехцилиндровый тип бурового насоса эффективнее в силу следующих свойств и особенностей:

увеличенная в 2 раза в сравнении с двухцилиндровым типом равномерность подачи раствора

возможность быстрой смены поршней, втулок и прочих деталей, подвергающихся быстрому износу

общая масса снижена до 35 %

Трехпоршневые буровые насосы наиболее полно отвечают требованиям технологий бурения. Они обеспечивают наименьшую степень неравномерности давления на выходе и меньший износ штоков и клапанов поршня соответственно.

Основное предназначение буровых насосов

Обеспечение циркуляции бурового шлама и предотвращение его оседания в процессе бурения скважин.

Буровой насос также может применяться для подъема разбуриваемой породы на поверхность и очистки скважины от взвесей породы.

Устройство буровых насосов

Буровые насосы состоят из гидравлической и механической составных частей. Части смонтированы на общей раме.

Гидравлическая часть бурового насоса:

гидравлический блок с входными и выходными клапанами,

Механическая часть бурового насоса:

корпус с узлами системы смазки.

Работу бурового насоса в общем виде можно разложить на 3 стадии:

Первая стадия – через трансмиссию двигателя к валу передается вращательное движение.

Вторая стадия – побочные механизмы (шатуны, крейцкопф, кривошипное устройство и др.) преобразуют вращательное движение вала в возвратно-поступательное.

Третья стадия – поршень в процессе движения в цилиндре формирует область давления, в которую всасывается буровая жидкость (далее при повышении давления в трубопроводе закрытый до этого всасывающий клапан открывается, и раствор выходит).

Шифры, параметры, характеристики и другие технические показатели буровых насосов ВЗБТ и ПО “Уралмаш” приведены ниже (табл. 16-21).

Техническая характеристика насоса УНБ-600А* (геометрические размеры, мм)

Наименование Значение
Координаты точки Д (всасывающий коллектор):
по высоте 625
от переднего края рамы 335
Координаты точки Б (нагнетательный коллектор):
по высоте 2092
от переднего края рамы 495
Координаты точки В (трансмиссионный вал):
по высоте 1500
от оси насоса 1320
от заднего края рамы 1872
Диаметр трансмиссионного вала (под шкив) 175
Высотная отметка точки А 3305
Высотная отметка точки Г 2010
Высотная отметка осей цилиндров 1035
Ширина рамы (размер Е) 2016
Длина рамы (размер 3) 5100
Расстояние между осями всасывающих клапанов:
вдоль оси насоса 720
перпендикулярно оси насоса 1640
Расстояние между осями нагнетательного клапана:
вдоль оси насоса 20
перпендикулярно оси насоса 690
Расстояние между осями цилиндров 690
Ширина насоса со шкивом 3016
Высота насоса с установленным консольно-поворотным краном 4197

* См. рисунок.

* Параметры базовой модели представлены без шкива, компенсаторов и консольно-поворотного крана.

Шифр насосов ВЗБТ “Триплекс” следует читать: насос НБТ-475 – насос буровой мощностью 475 кВт, насос УНБТ-950 – уралмашевский насос буровой триплекс мощностью 950 кВт. Буровые насосы ВЗБТ и ПО “Уралмаш” (рисунки) одностороннего действия, триплексы, сконструированы на уровне мировых стандартов.

Клуб студентов “Технарь”. Уникальный сайт с дипломами и курсовыми для технарей.

Все разделы / Нефтяная промышленность /

Курсовая работа-Расчет гидравлической части бурового поршневого насоса. Прототип У8-7М

Тип работы: Работа Курсовая
Форматы файлов: AutoCAD (DWG/DXF), КОМПАС, Microsoft Word
Сдано в учебном заведении: ИНиГ

Описание:
Насос буровой У8-7М предназначен для подачи промывочной жидкости на забой при бурении скважин глубиной до 5000 м. При роторном бурении промывочная жидкость подается через колонну бурильных труб на забой скважины для охлаждения и выноса разрушенной долотом горной породы, а также для передачи энергии потока турбобуру и связанному с ним долоту. В качестве промывочной жидкости можно применять воду или глинистый раствор с наличием нефти, щелочи, соды и других компонентов.
В данном курсовом проекте проведены расчеты гидравлической части насоса У8-7М и сделан информационный обзор буровых насосов
Курсовая работа содержит описание общего устройства и принципа работы поршневых буровых насосов, расчет гидравлической части насоса У8-7М, а также графическую часть.
Целью данной работы является ознакомление с общим устройством насоса У8-7М, принципом его действия.
Основными задачами курсовой работы являются:
1. Определение диаметра цилиндра насоса;
2. Определение числа двойных ходов насоса;
3. Расчет параметров клапанов насоса.
4. Расчет КПД насоса и мощности двигателя с учетом перегрузок.

В курсовом проекте для расчета взяты данные из технической характеристики насоса У8-7М.

Комментарии: 3.1. Насос НБТ-600.
Буровой трехпоршневой насос НБТ 600 предназначен для нагнетания промывочной жидкости под давлением в скважину при геологоразведочном и эксплуатационном бурении, а также для перекачки бурового и других растворов для хозяйственных нужд и других целей. В качестве промывочной жидкости применяется вода или глинистый раствор с наличием нефти, щелочи, соды и других компонентов.

Оптимальные режимы бурения обеспечиваются установкой цилиндровых втулок и поршней одного из типоразмеров от 110 до 180 мм и регулирования числа ходов бурового насоса.
Насос НБТ 600 выпускается заводом в различных исполнениях:
1. базовая модель;
2. насос в комплектном исполнении, т.е. оснащенный вспомогательным оборудованием: пневмокомпенсаторами, приводным элементом – шкивом или звездочкой.
Teхнические характеристики:
Технические характеристики
Мощность, кВт 600
Полезная мощность, кВт 475
Наибольшая идеальная подачи ,л/с 45
Предельное давление , МПа 25
Число ходов поршней в минуту 150
Длина хода поршня, мм 250
Передаточное отношение редуктора(i=) 3,125
Тип пневмокомпенсатора на входе и выходе сферический, диафрагменный
Тип предохранительного клапана гвоздевой или диафрагменный
Тип пускового устройства ДЗУ-250
Тип клиноременной передачи по ГОСТ 1284.1-80 Е(Д)
Диметр шкива, мм 1120
Число ремней 12
Габариты, мм:
1. длина
2. ширина
3. высота
1. 4842
2. 2408
3. 2009
Масса, кг. 13980

3.2. Насос У8-6МА.
Буровой насос УНБ-600 (У86МА2) предназначен для подачи промывочной жидкости на забой при бурении скважин глубиной до 5000 м. При роторном бурении промывочная жидкость подается буровой насосом УНБ-600 через колонну бурильных труб на забой скважин для охлаждения и выноса разрушенной долотом горной породы, а также для передачи энергии потока турбобуру и связанному с ним долоту. В качестве промывочной жидкости применяется вода или глинистый раствор с наличием нефти, щелочи, соды и других компонентов.

Насос буровой двухпоршневой УНБ-600 по конструктивному исполнению горизонтальный, кривошипный, двустороннего действия.

В расчете основных характеристик принято: коэффициент подачи – 1, к.п.д. – 0,85.
Буровой насос УНБ-600 по основным параметрам соответствует ГОСТ 6031.ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ БУРОВОГО НАСОСА УНБ-600:
Технические характеристики:
Мощность, кВт 600
Число поршней двухстороннего действия: 2
Частота двойных ходов наибольшая в мин 65
Длина хода поршня, мм 400
Тип зубчатого зацепления кривошипно-ползунного механизма косозубая
Угол наклона зуба, град 9°22’00”
Конструкция клапанной коробки L-образная двойного действия
Присоединительные размеры клапанной группы в клапанной коробке №9 API Spec 7K
Давление жидкости на входе не менее, МПа (кгс/см2) 0,1 (1)
Система подачи охлаждающей жидкости на штоки поршней Под давлением от вспомогательного
центробежного насоса с электроприводом
Давление охлаждающей жидкости не менее, МПа (кгс/см2) 0,15 (1,5)
Система подачи масла в узлы трения механической части 1. Самотечная из накопительных лотков
2. Окунание в масляную ванну
Габаритные размеры, мм:
длина 5 100
ширина 3 000
высота 4 040
Корпус редукторной части Литой
Масса, кг 25 450
Параметры, данные в зависимости от частоты хода и диаметров поршней для насоса УНБ-600:

Диаметр поршня, мм Предельное давление на входе, МПа Подача идеальная при частоте двойного хода в минуту, м3/ч
65 60 50 40 20 1
200 10,0 186,84 172,44 143,64 114,84 57,6 2,87
190 11,5 164,52 151,92 126,72 99,72 50,76 2,53
180 12,5 151,2 139,68 116,28 92,88 46,44 2,32
170 14,5 129,6 119,52 99,72 79,92 39,6 1,99
160 16,5 113,4 104,76 87,12 69,84 34,92 1,74
150 19,0 99,0 91,44 76,32 60,84 30,96 1,54
140 22,5 83,88 77,4 64,44 51,48 25,92 1,28
130 25,0 70,92 68,04 54,72 43,56 21,96 1,09
Мощность, кВт 600 554 462 369 185 9,230
СХБУРОВОГО НАСОСА УНБ-60

Назначение насоса УНБ-1250:
• Для подачи бурового раствора на забой в процессе строительства разведочных и эксплуатационных скважин на суше и на море в нефтегазодобывающей промышленности.
• Для перекачивания под большим давлением жидкостей в горнорудной, угольной, металлургической промышленностях и машиностроении.
• Для нагнетания воды в насосно-аккумуляторных станциях тяжелых гидравлических прессов.
Преимущества:
• экономичность – за счет снижения расходов на эксплуатацию;
• надежность и безаварийность – благодаря повышенной износостойкости деталей за счет упрочнения наиболее нагруженных деталей методом ионного азотирования рабочих поверхностей;
• простота в эксплуатации и ремонте – за счет рационального решения гидравлической и редукторной частей;
• насос УНБ-1250А отличается улучшенной компоновкой системы смазки.

Технические характеристики насоса УНБТ-950:
Мощность на валу 1250 кВт
Частота двойных ходов поршней в минуту, предельная 125
Частота вращения входного вала, предельная 566 об/мин
Направление линий зуба зубчатой передачи шевронное
Тип компенсатора на выходе из насоса ПК 70-320
Масса (без шкива и компенсатора) 21500 кг
Габаритные размеры (ДxШxВ), мм 5400x2627x1830
Давление на входе в насос, наименьшее 0,02(0,2) МПа (Кгс/см2)
Мощность, идеальная подача и предельное давление зависят от частоты ходов и диаметров поршней насоса УНБ-1250:

В данном курсовом проекте был рассмотрен поршневой буровой насос У8-7М. Было изучено общее устройство и назначение буровых насосов. Проведен расчет гидравлической части насоса. Проведен патентно-информационный обзор буровых насосов, изучены их технические характеристики.
В результате расчета были получены данные для выбора диаметра цилиндра насоса, рекомендуемое количество двойных ходов, параметры тарелок клапанов, а также мощность двигателя и КПД насоса.

Размер файла: 974,4 Кбайт
Фаил: (.rar)

Расчет основных параметров и выбор бурового насоса

Давление и производительность бурового насоса выбирают расчетным путем на основе требований, предъявляемых технологией бурения и промывки скважины с учетом ее конструкции и компоновки бурильной колонны. При этом скорость восходящего потока раствора в кольцевом пространстве скважины при бурении под промежуточную и эксплуатационную колонну при забойном двигателем должна быть не менее V=0,5-0,6 м/с, а при роторном способе бурения V=0,3-1,2 м/с.

Принимаем скорость восходящего потока равной V=0,5 м/с.

1. Скорость восходящего потока раствора в кольцевом пространстве скважины при бурении под промежуточную и эксплуатационную колонну:

где – объемный КПД процесса нагнетания (коэффициент утечек);

– индикаторный КПД;

Dд – диаметр долота при бурении под эксплуатационную колонну, дм;

Dк – наружный диаметр колонны бурильных труб, дм.

Полученное значение производительности необходимо проверить по удельной подаче раствора на забой, определяемой отношением:

2. Потери давления в манифольде:

где = 40*10 -5

МПа

Потери давления в бурильных трубах:

где = 600*10 -8 – коэффициент потерь давления в бурильных трубах;

L=5500-500=5000 м – длина колонны бурильных труб.

МПа

Потери давления в утяжеленных бурильных трубах:

где – коэффициент потерь давления в УБТ

МПа

Потери давления в замковых соединениях:

где =7,1*10 -5 – коэффициент потерь давления в замковых соединениях.

l=23,5 м – расстояние между замковыми соединениями, м

МПа

Потери давления в забойном двигателе Pзд=0

где F0 – суммарная площадь поперечных сечений промывочных отверстий долота, см 2 .

Для долота Dд=215,9 мм F0 = 13,5 см 2 , тогда aд=658*10 -6

МПа

Потери давления в кольцевом пространстве:

490*10 -9 – коэффициент потерь давления в кольцевом пространстве

МПа

Давление, развиваемое насосом:

Pmax=0,81+ + + +9,1+0,12=15,2 МПа

3. Определим гидравлическую мощность насоса:

где -коэффициент, учитывающий нагрузки при запуске насоса

4. Механическая мощность насоса:

кВт

где – объемный КПД процесса всасывания (коэффициент наполнения);

механический КПД насоса;

гидравлический КПД насоса.

Определим частоту ходов поршней

ход/мин

Примем частоту ходов поршней = 65 ход/мин = 1,083 ход/с.

мм

мм

8. Определим диаметр поршня:

дм = 120 мм

где – коэффициент подачи.

Примем диаметр поршня равный 120 мм

9. Длина цилиндровой втулки:

10. Производим проверку расчетным путем производительности бурового насоса:

л/с

11. Максимальное допустимое давление на выкидке насоса:

12. Примем передаточное отношение зубчатого зацепления кривошипного и трансмиссионного валов i=4,92.

13. Диаметр клапанов определяется площадью проходного сечения, необходимой для движения жидкости с заданной скоростью. При полностью открытом клапане площадь проходного сечения у горловины конического седла определяется по формуле:

где – диаметр горловины седла клапана;

– высота подъёма клапана;

– угол между образующей и осью конуса; =45 или 60.

Высота подъема клапана определяется из условия безударной посадки тарелки на седло клапана, которое определяется зависимостью:

Диаметр клапана рассчитывается по максимальной производительности насоса, т.е. при наибольшем диаметре цилиндрической втулки. При этом скорость движения жидкости не должна превышать 10-15 м/с.

14. Диаметры нагнетательной и всасывающей труб определяются наибольшей производительностью насоса и скоростью движения раствора в этих трубах с учетом условия неразрывности потока

где dв и dн – диаметры всасывающей и нагнетательной труб;

Vв и Vн – средние скорости движения жидкости во всасывающей и нагнетательной трубах.

Параметры Значения
Механическая мощность, кВт
Гидравлическая мощность, кВт
Число цилиндров
Ход поршня, мм
Диаметр штока, мм
Число двойных ходов в минуту, мин -1
Производительность, л/с 17,3
Давление максимальное, МПа 19,2
Максимальная производительность, л/с 15,9

Выбираем двухпоршневой буровой насос УНБ-600

Источник статьи: http://nasos-kitai.ru/himicheskie-nasosy/burovoj-nasos-raschet-tehnicheskie-har

Adblock
detector